[發明專利]從燃料電池堆的組件或電解池的組件中獲取金和/或銀和/或至少一種鉑族金屬的方法

有效

• 申請號: 201980032238.3
• 申請日: 2019-05-07
• 公開（公告）號: CN112088223B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: T·特羅斯曼;C·巴迪佐尼
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: C22B11/00
• 分類號: C22B11/00;C25F5/00;C22B7/00;C22B3/04;C25B15/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 章敏;林毅斌

本發明涉及從燃料電池（10）的燃料電池堆（11）的組件或電解池的組件中獲取金和/或銀和/或至少一種鉑族金屬的方法。在氧化步驟中用電解質水溶液流處理并用至少一種氣態氧化劑處理所述燃料電池（10）中的組件或所述電解池中的組件。在至少一個還原步驟中，用電解質水溶液流處理并用至少一種氣態還原劑處理所述燃料電池（10）中的組件或所述電解池中的組件。此外，本發明涉及借助于其可執行所述方法的裝置。它具有至少一個用于電解質溶液的儲存容器（20）。第一管線（30）與所述至少一個儲存容器（20、20a?b）的出口（21）連接。所述第一管線具有連接到燃料電池（10）或電解池的陽極入口處的陽極入口連接件（31）。所述第一管線還具有連接到燃料電池（10）或電解池的陰極入口處的陰極入口連接件（32）。至少一個氧化劑引入單元（33）被設置用于將至少一種氣態氧化劑引入第一管線（30）中。至少一個還原劑引入單元（34）被設置用于將至少一種氣態還原劑和/或惰性氣體引入第一管線（30）中。至少一個第一泵（35）布置在所述第一管線（30）中。

本發明涉及從燃料電池的燃料電池堆的組件或電解池的組件中獲取金和/或銀和/或至少一種鉑族金屬的方法。本發明此外涉及用于從燃料電池的燃料電池堆的組件或電解池的組件中獲取金和/或銀和/或至少一種鉑族金屬的裝置，其適合于執行所述方法。

現有技術

燃料電池的燃料電池堆和電解池需要金、銀和鉑族金屬，例如鉑、鈀、釕和銥作為必要原料。從燃料電池堆或電解池中回收它們可以通過火法冶金或濕法冶金方式實現。火法冶金回收通過熱解整個燃料電池而實現。然后可以通過各種方法后處理獲得的富含貴金屬的灰燼。然而，這是非常耗能的并且與有毒排放物的產生相關聯。

在濕法冶金回收中，將燃料電池堆從燃料電池中移除。然后通過絡合物形成而將要回收的金屬引入水溶液中。濕法冶金法通常在非常高或非常低的pH值下進行，即通過使用腐蝕性酸或堿液。使用的絡合劑通常是有毒的，因此該方法也會導致危險的排放物。例如，在高溫下使用王水導致危險的氮氧化物排放。

在N. Hodnik、C. Baldizzone的文章“Platinum recycling going green viainduced surface potential alteration enabling fast and efficientdissolution”，2016，Nature Communications, 第7期中描述了，如何能夠在 pH值為1時用氯化物作為絡合劑從工業催化劑中回收鉑和鈀。用氯化物作為絡合劑的釕和銥的回收可以在13至14的pH范圍內進行。在此交替地使用氧化劑和還原劑。

發明公開內容

所述方法用于從燃料電池的燃料電池堆的組件或電解池的組件中獲取金和/或銀和/或至少一種鉑族金屬，以能夠實現這些材料的回收。在此，鉑族金屬（鉑族金屬；PGM）應理解為是指輕的鉑族金屬，即釕、銠和鈀，以及重的鉑族金屬，即鋨、銥和鉑。該方法可以具有多個步驟，但是包括至少一個氧化步驟和還原步驟。在氧化步驟中，用電解質水溶液流處理燃料電池中的組件或電解池中的組件，并且用至少一種氣態氧化劑處理它們。在該方法的一個實施方案中，這可以通過首先用氣體處理組件并然后使它們與電解質溶液接觸來完成。在該方法的另一個實施方案中，將至少一種氣態氧化劑引入電解質溶液中，然后使它與組件接觸。氣態氧化劑可以特別是臭氧。氧化劑造成來自組件的金和/或銀和/或至少一種鉑族金屬的暫時溶液，其金屬陽離子在電解質溶液中絡合。所使用的絡合劑優選是氯化物陰離子、溴化物陰離子和/或碘化物陰離子，它們特別以堿金屬氯化物、堿金屬溴化物和/或堿金屬碘化物的形式包含在電解質溶液中。它們與金屬陽離子形成鹵化物絡合物。

電解質溶液的pH值優選為大于0至小于14。因此，僅需要使用稀酸和堿液進行操作，這使得該方法比常規方法更安全。用于調節到小于7的pH值的合適酸特別是強酸，即鹽酸（HCl）、高氯酸（HClO₄）、硫酸（H₂SO₄）和硝酸（HNO₃）。用于調節到大于7的pH值的合適堿液特別是強堿液，即氫氧化鈉溶液（NaOH）和氫氧化鉀溶液（KOH）。